Python3萌新入门笔记（41）
这一篇教程，我们继续了解内置模块。
九、math模块
math模块包含了一些数学计算的函数，例如平方根函数、正余弦函数、正余切函数、角度与弧度转换函数等等。
不过，一般数学函数的用途比较少，这里只做一些简单的举例。
pi：保存了圆周率的变量
ceil(x)：向上取整函数，返回参数x向上相邻的整数，如果参数为整数，返回原值。
floor(x)：向下上取整函数，返回参数x的整数部分，如果参数为整数，返回原值。
fsum(iterable)：求和函数，返回值为可迭代参数中的所有数值的和。
pow(x,y))：幂计算函数，返回参数x的y次方。
sqrt(x)：平方根计算函数，返回参数x的平方根。
示例代码：
import math print(math.pi) # 圆周率，显示输出结果为：3.141592653589793 print(math.ceil(1.1)) # 向上取整，显示输出结果为：2 print(math.floor(1.9)) # 向下取整，显示输出结果为：1 print(math.fsum([1.2, 2.24, 5.58])) # 求和，显示输出结果为：9.02 print(math.pow(2,3)) # 幂计算，显示输出结果为：8.0 print(math.sqrt(4)) # 平方根将计算，显示输出结果为：2.0
十、random模块
random模块是关于随机数的模块。
随机数的应用比较常见，所以对这个模块的了解比较重要。
同样，我先把模块中的常用功能一一列出。
random()：返回值为0~1之间的随机小数。（长度为小数点后18位）
uniform(a, b)：返回值为大于等于参数a且小于参数b的随机小数。
randint(a, b)：返回值为大于等于参数a且小于等于参数b的随机整数。
randrange(start, stop[, step])：返回值为一定范围内的随机整数。参数start为起始数值，参数stop为终止数值（返回值不包含终止数值），参数step为步长。只输入一个参数（stop）时，返回值为大于等于0且小于参数数值的随机整数。
choice(seq)：返回值为参数序列中的某一元素。
choices(population, weights=None, *, cum_weights=None, k=1)：返回值为参数k大小的元素列表，列表中元素可重复，列表元素来自于参数population。参数weights为相对权重列表，列表中的元素个数与参数population相同，参数weights中元素数值大小决定参数population中相同位置元素的权重（可以理解为随机概率），权重越高随机出现概率越大。参数cum_weights是累积权重列表，累积权重通过相对权重计算，例如相对权重[1,5,1]等同于累积权重[1,6,7]，即[(0+1),(1+5),(1+5+1)]。使用累积权重有更高的执行效率。
random.sample(population, k)：返回值为参数k大小的元素列表，列表中元素不重复，列表元素来自于参数population。
shuffle(x)：返回值为重新随机排序的序列，参数x为序列。如果对不可变序列重新随机排序，可以使用sample(x, k=len(x))。
getrandbits(k)：返回值为整数，返回值的二进制数值长度为k。例如，k为2时，返回值为0,1,2,3之一，即（00,01,10,11）之一。
示例代码：
import random print(random.random()) # 显示输出结果为0~1之间的小数。（小数点后18位数字） print(random.uniform(0, 10)) # 显示输出结果为大于等于0且小于10的随机小数。 print(random.randint(0, 10)) # 显示输出结果为大于等于0且小于等于10的随机小数。 print(random.randrange(0, 10, 2)) # 显示输出结果为0、2、4、6、8中的某个数字。 print(random.choice(['好帅', '好酷', '好厉害', '棒棒哒'])) # 显示输出结果为列表中某一元素。 print(random.choices([1, 2, 3], cum_weights=[1, 6, 7], k=2)) # 显示输出结果为基于首个参数列表的长度为2的随机列表。 print(random.choices([1, 2, 3], [1, 5, 1], k=2)) # 显示输出结果为基于首个参数列表的长度为2的随机列表。 print(random.sample([1, 2, 3, 4, 5], 2)) # 显示输出结果为基于首个参数列表的长度为2的随机列表。 lst = [1, 2, 3, 4, 5] random.shuffle(lst) # 列表元素随机改变位置。 print(lst) # 显示输出结果为被随机重排位置的列表。 print(random.getrandbits(2)) # 显示输出结果为0~3的随机整数，参数为随机整数对应的二进制数字的最大位数。
接下来，我们通过随机数来完成获取4位包含字母与数字的随机验证码（字符可重复）。
示例代码：
code = ''.join(random.choices('abcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789', k=4))
# 通过join()方法，将可迭代对象中的字符连接为字符串,这个方法通过字符串分隔符（''为不添加分隔符）调用。
print(code) # 显示输出结果类似于：n22r
最后，说明一下，random模块所获取的随机数是伪随机数。
伪随机数不是假随机数的意思，伪随机数确实能够获取到每次不同的随机数值，能够满足我们一般获取随机数的需求。
但是，因为伪随机数是通过不断变化的随机数种子（例如：系统时间），通过特定的算法得到的随机数，因此，伪随机数具有一定的规律，它可以被预测。
如果想获取安全性更高的接近真正随机性的随机数，可以使用os模块中的urandom()函数或者当前模块中的SystemRandom类。
十一、pickle模块
pickle模块用于对象持久化，也就是将内存中的对象保存到可永久保存的存储设备中（例如：磁盘）。
pikle模块提供简单的持久化功能，包含两个主要函数（此处仅列出必填参数）：
dump(obj, file):将对象obj序列化并存储到文件对象file中。
load(file)：按dump的顺序，依次读取文件对象（file）中每次dump的内容。
示例代码：
import pickle
path = r'C:\Users\Administrator\Desktop\date.dat'
with open(path, 'wb+') as file: # 打开文件进行序列化操作
user = ['小楼', '男', '18', '帅']
learn = ['Python', 'Axure']
pickle.dump(user,file) # 数据倾出到文件
pickle.dump(learn,file) # 数据倾出到文件
user.append('很厉害')
pickle.dump(user, file) # 数据倾出到文件（不会覆盖上次倾出）
with open(path,'rb+') as file: # 打开文件进行反序列化操作
print(pickle.load(file)) # 显示输出结果为：['小楼', '男', '18', '帅']
print(pickle.load(file)) #显示输出结果为：['Python', 'Axure']
print(pickle.load(file)) #显示输出结果为：['小楼', '男', '18', '帅', '很厉害']
print(pickle.load(file)) # EOFError: Ran out of input（文件末端异常：输入已耗尽）
十二、shelve模块
使用pickle模块虽然能够进行数据的持久化，但是大家也能够看到，dump操作可以进行多次，load操作却只能按照dump的顺序依次读取一次。
如果我们想要实现比较灵活的dump和load操作，可以使用shelve模块。
shelve模块对pickle模块进行了封装，可以持久化所有pickle所支持的数据类型。
通过shelve模块创建的文件存储的是一个字典。
这个模块只提供了一个open()函数，用于打开持久化的字典，进行数据的持久化和读取操作。
open(filename, flag=’c’, protocol=None, writeback=False)：参数filename为文件名或文件路径；参数flag可选值为’c’（create：不存在则创建）和’n’（new：新建空文件）；参数protocol为整数值，数值1、2可支持早期Python版本对文件的读取；参数writeback默认为False，即不将缓存写回打开的文件，当需要写回时，需要指定为True。
import shelve
path = r'C:\Users\Administrator\Desktop\date'
with shelve.open(path, 'c', writeback=True) as dat: # 打开已有文件或创建新文件
dat['user'] = ['小楼', '男', '18', '帅'] # 数据添加字典
dat['learn'] = ['Python', 'Axure']
print(dat['user']) # 显示输出结果为：['小楼', '男', '18', '帅']
print(dat['learn']) # 显示输出结果为：['Python', 'Axure']
dat['user'].append('很厉害')
# 参数writeback为False时，append所做的修改不会被写回。print(dat['user'])的结果仍然为：['小楼', '男', '18', '帅']
print(dat['user']) # 显示输出结果为：['小楼', '男', '18', '帅', '很厉害']
本节知识点：
1、math模块
2、random模块
3、pickle模块
4、shelve模块
本节英文单词与中文释义：
1、math：数学
2、pi：圆周率
3、ceil：天花板
4、floor：地板
5、fsum（floating point sum）：浮点数总和
6、pow（power）：幂
7、sqrt（square root）：平方根
8、random：随机数
9、uniform：规格一致的
10、choice：选取
11、population：特定种群
12、weights：权重（重要性）
13、cum（cumulative）：累积的
14、sample：抽样
15、shuffle：洗牌
16、getrandbits（get random bits）：随机获取一定位数
17、pickle：泡菜（持久化）
18、dump：倾出
19、load：装入
20、shelve：搁置
21、flag：标志
22、protocol：协议
23、EOF（end of file）：文件末端
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